جدید صنعت کے بنیادی مواد کے طور پر، سٹیل کی کارکردگی براہ راست کیمیائی ساخت کی طرف سے کنٹرول کیا جاتا ہے. ان میں سے، کاربن (C)، مینگنیج (Mn)، سلکان (Si)، سلفر (S)، فاسفورس (P) پانچ عناصر میٹالرجیکل آرگنائزیشن، کرسٹل ڈھانچے اور نجاستوں کی تقسیم کو تبدیل کر کے سٹیل کی مضبوطی، جفاکشی، عمل پذیری اور سنکنرن مزاحمت کو نمایاں طور پر متاثر کرتے ہیں۔
سب سے پہلے، کاربن (C) عناصر: بنیادی ریگولیٹر کی طاقت اور پلاسٹکٹی
کاربن سٹیل میں سب سے اہم ملاوٹ کرنے والا عنصر ہے، اور اس کا مواد سٹیل کی کارکردگی میں فیصلہ کن کردار رکھتا ہے۔ ذیلی- eutectic اسٹیل (0.02% -0.77% کی کاربن مواد) رینج میں، کاربن کے مواد میں اضافے کے ساتھ، فیرائٹ میٹرکس میں کاربرائزڈ ذرات کی تعداد، تناؤ کی طاقت اور سختی میں لکیری طور پر اضافہ ہوا، لیکن لمبا اور اثر کی سختی میں نمایاں کمی واقع ہوئی۔ جب کاربن کا مواد پیریٹیکٹک اسٹیل بنانے کے لیے eutectic پوائنٹ (0.77%) سے تجاوز کر جاتا ہے، تو پرلائٹ لیملی کے درمیان فاصلہ کم کرنے سے طاقت میں مسلسل اضافہ ہوتا ہے، لیکن اناج کی حدود میں کاربائیڈ کا تعصب ٹوٹ پھوٹ کے خطرے کو متحرک کرتا ہے۔
عام معاملات سے پتہ چلتا ہے کہ ٹیمپرنگ ٹریٹمنٹ کے بعد میڈیم کاربن اسٹیل کا 0.45% کاربن مواد، 800MPa تک تناؤ کی طاقت، 15% پر بڑھاو برقرار رکھا جاتا ہے۔ اور کاربن کا مواد ہائی کاربن اسٹیل کا 1.2 فیصد ہے اگرچہ HRC62 کی سختی، لیکن اثر کی سختی 10J/cm² سے کم ہے۔ ویلڈنگ کی کارکردگی، 0.1% کے ہر اضافے کے کاربن مواد، ویلڈ کریک حساسیت انڈیکس میں 20% اضافہ ہوا، کم-ہائیڈروجن الیکٹروڈ استعمال کرنے اور 150 ڈگری یا اس سے زیادہ پر پہلے سے گرم کرنے کی ضرورت ہے۔
دوسرا، مینگنیج (Mn) عنصر: ڈبل ریگولیٹر کی سختی اور گرم کام کی اہلیت
مینگنیج ایک کمزور کاربائیڈ کے طور پر-بنانے والے عناصر، ٹھوس محلول کو مضبوط بنانے اور اسٹیل کی کارکردگی کو بڑھانے کے لیے تنظیم کو کنٹرول کرنے والے دوہری طریقہ کار کے ذریعے۔ فیرائٹ میں، مینگنیج کے ایٹم لوہے کے ایٹموں کی جگہ لے لیتے ہیں تاکہ جالی کی مسخ ہو جائے، پیداوار کی طاقت میں تقریباً 30MPa/% اضافہ ہوتا ہے۔ Austenite میں، -مرحلے کے علاقے میں مینگنیج کی توسیع تاکہ Ac3 کے اہم درجہ حرارت میں 50-80 ڈگری کا اضافہ ہوا، جس سے سختی میں نمایاں بہتری آئی۔ تجرباتی اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ 1.2% مینگنیز پر مشتمل 45 اسٹیل پانی بجھانے کے بعد HRC45 سختی تک پہنچ سکتا ہے، جو کہ مینگنیج سے پاک اسٹیل سے 3 راک ویل سختی کی سطح زیادہ ہے۔
In terms of hot working performance, manganese and sulfur form high melting point MnS (melting point 1610℃), which replaces low melting point FeS (melting point 988℃) to eliminate thermal embrittlement. However, excess manganese (>1.5%) ٹیمپرنگ کے دوران اناج کو کھردرا کرنے کا باعث بنتا ہے اور غصے کے ٹوٹنے کے انڈیکس میں 40 فیصد اضافہ ہوتا ہے، اور بقایا آسٹنائٹ کو 700 ڈگری پر ہولڈ کرکے ختم کرنے کی ضرورت ہے۔ عام ایپلی کیشنز میں، 0.8%-1.2% مینگنیج کے ساتھ 20MnSi اسٹیل بڑے پیمانے پر تعمیراتی ریبار کے لیے استعمال ہوتا ہے، اور اس کی پیداواری طاقت Q235 اسٹیل کے مقابلے میں 25% بڑھ جاتی ہے۔
تیسرا، سلیکون (Si) عنصر: ٹھوس حل کو مضبوط بنانے اور سنکنرن مزاحمت کا ہم آہنگی بڑھانے والا
ایک مضبوط فیرائٹ بنانے والے عنصر کے طور پر، سلکان ٹھوس محلول کو مضبوط بنانے اور سطحی آکسائیڈ فلم کے دوہری میکانزم کے ذریعے سٹیل کی خصوصیات کو بڑھاتا ہے۔ فیرائٹ میں، سلکان ایٹموں کا رداس لوہے کے ایٹموں سے 11% بڑا ہوتا ہے، جو پیداوار کی طاقت کو تقریباً 50MPa/% تک بڑھانے کے لیے جالیوں کے مسخ کو متحرک کرتا ہے۔ سطح کے آکسیڈیشن کے تجربات سے پتہ چلتا ہے کہ 24 گھنٹے تک 800 ڈگری پر اسٹیل کے 1.5 فیصد سلکان کا مواد آکسائڈائز ہوتا ہے، آکسائیڈ فلم کی موٹائی عام اسٹیل سے 60 فیصد کم ہے، جس کی بدولت SiO₂ گھنی حفاظتی تہہ بنتی ہے۔
مشینی صلاحیت کے لحاظ سے، 0.8% سے زیادہ کا سلیکون مواد سردی کی خرابی کے خلاف مزاحمت کو 20% تک بڑھاتا ہے، جس کے لیے چھوٹے اخترتی والیوم کے ساتھ ملٹی-پاس عمل کی ضرورت ہوتی ہے۔ عام ایپلی کیشنز، آٹوموٹیو کنیکٹنگ راڈز کی تیاری میں استعمال ہونے والے 40SiMn اسٹیل کا 0.2% -0.5% سلکان مواد، عام کاربن اسٹیل کے مقابلے اس کی تھکاوٹ کی زندگی 1.5 گنا بڑھ جاتی ہے۔ سلفیورک ایسڈ درمیانی سنکنرن کی شرح میں ہائی سلکان کاسٹ آئرن کا 15% -20% سلکان مواد<0.1mm / a, become the preferred material for corrosion-resistant parts of chemical equipment.
چوتھا، سلفر (ایس) عناصر: غیر مرئی ڈسٹرائر کی گرم کام کرنے والی کارکردگی
سٹیل اناج کی حدود میں FeS inclusions کی شکل میں سلفر، اس کا نقصان بنیادی طور پر تھرمل پروسیسنگ اور ویلڈنگ کے دو مناظر میں ظاہر ہوتا ہے۔ FeS اور Fe صرف 988 ڈگری کے co-کرسٹل کے پگھلنے کے نقطہ سے بنتے ہیں، جب اسٹیل کو 1150 ڈگری پر گرم کیا جاتا ہے، مائع FeS پر اناج کی حدود مقامی طاقت میں کمی کا باعث بنتی ہیں، جس سے تھرمل کریکنگ کا خطرہ ہوتا ہے۔ تجرباتی اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ مسلسل معدنیات سے متعلق عمل میں اسٹیل کا 0.05٪ سلفر مواد، تھرمل کریکنگ کی شرح 0.01٪ کے سلفر مواد سے 5 گنا زیادہ ہے۔
ویلڈنگ کی کارکردگی کے لحاظ سے، سلفر اور آکسیجن کے درمیان ردعمل سے پیدا ہونے والی SO₂ گیس ویلڈ میں سوراخ بناتی ہے، جس سے ویلڈ میٹل کے مؤثر کراس-سیکشنل ایریا کو 30% تک کم کیا جاتا ہے۔ عام معاملات سے پتہ چلتا ہے کہ دستی آرک ویلڈنگ میں Q235 سٹیل کے 0.08٪ سلفر مواد، ویلڈ میٹل اثر جفاکشی 8J/cm ² سے کم ہے، بنیادی مواد کا صرف 1/3. جدید اسٹیل بنانے کا عمل نایاب زمینی عناصر کو شامل کر کے سلفائیڈ کا ایک اعلی پگھلنے والا مقام بناتا ہے، سلفر کے خطرے کا انڈیکس 70 فیصد کم ہو جاتا ہے۔
پانچ، فاسفورس (P) عناصر: مہلک قاتل کی کم-درجہ حرارت کی سختی
0.9% کی فیرائٹ ٹھوس حل پذیری میں فاسفورس، اس کا جوہری رداس لوہے کے ایٹم سے 14% بڑا ہے، جس سے جالی کی سنگین مسخ ہوتی ہے۔ تجرباتی اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ اسٹیل کے 0.1% فاسفورس کا مواد -20 ڈگری پر ہوتا ہے جب عام درجہ حرارت سے 65% کم اثر کی سختی، جو فاسفورس ایٹموں سے {100} کرسٹل پلین بائیس فارمیشن میں کرچنر گیس کے جھرمٹ سے پیدا ہوتی ہے۔ کم درجہ حرارت کے جھنجھٹ کے تجربات سے پتہ چلتا ہے کہ 0.15% فاسفورس مواد کے ساتھ سٹیل -40 ڈگری پر غیر منقطع فریکچر سے گزرتا ہے، ایک فریکچر کے ساتھ مخصوص آئیکو سیڈرل خصوصیات کی خصوصیت۔
کاٹنے کی مشینی صلاحیت کے لحاظ سے، فاسفورس اور سلفر کے ہم آہنگی کے اثر کے نتیجے میں کاٹنے والی قوتوں میں 20% کمی اور آلے کی زندگی میں 1.5-گنا اضافہ ہوا۔ عام ایپلی کیشنز میں، 0.08%-0.15% فاسفورس مواد کے ساتھ فری کٹنگ اسٹیل 1215 بڑے پیمانے پر درست حصوں کی مشینی کے لیے استعمال ہوتا ہے، جس کی سطح کی کھردری Ra0.8 μm تک ہوتی ہے۔ تاہم، یہ واضح رہے کہ 0.12 فیصد سے زائد فاسفورس کے مواد کے ساتھ، سمندری ماحول میں اسٹیل کے سنکنرن کی شرح 3 کے عنصر سے بڑھ جاتی ہے، جسے حفاظتی فلم بنانے کے لیے تانبے کے عناصر کو شامل کرکے روکنے کی ضرورت ہوتی ہے۔
